[發(fā)明專利]電極氣體通道支撐物以及用于形成內部通道的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200980155516.0
• 申請日: 2009-12-15
• 公開（公告）號: CN102301512A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: J·A·薩瓦特萊;J·皮特拉斯
• 申請（專利權）人: 圣戈本陶瓷及塑料股份有限公司
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 顧敏

1.一種固體氧化物燃料電池，包括

a)一個陽極層；

b)位于該陽極層之上的一個電解質層；以及

c)位于該電解質層之上的一個陰極層，

其中該陽極層和該陰極層中至少一個限定了至少一個氣體通道，該氣體通道包括至少一個支持結構。

2.如權利要求1所述的固體氧化物燃料電池，其中該陽極層或該陰極層是多孔的。

3.如權利要求1所述的固體氧化物燃料電池，其中該支持結構是多孔的。

4.如權利要求1所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構是一種與相應的陰極或陽極不同的組合物。

5.如權利要求4所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構具有選自下組的截面形狀，該組由以下各項組成：I-型棒、弓形、沿著其長度限定了多個孔的管、多孔的柱體、以及U-形支柱。

6.如權利要求5所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構是在最鄰近該電解質層的通道的一部分處開放的。

7.如權利要求5所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構包括選自下組的一種材料，該組由以下各項組成：鎳、氧化鎳、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯、錳酸鑭鍶、鈦酸鑭鍶、鈦酸鹽、氧化鋁、氧化鋯、以及它們的組合。

8.如權利要求4所述的固體氧化物燃料電池，其中該支持結構基本上填充了該氣體通道。

9.如權利要求8所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構包括選自下組的至少一種材料，該組由以下各項組成：氧化鎳(NiO)、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)、氧化釔(Y₂O₃)、氧化鋁(Al₂O₃)、錳酸鑭鍶(LSM)、鐵酸鑭鍶(LSF)、鐵酸鑭鍶輝砷鈷礦(LSCF)、以及包含陽離子例如Ba、Ca、Sr、以及Y的鈦酸鹽。

10.如權利要求9所述的固體氧化物燃料電池，其中該支撐結構包括NiO、YSZ、Y₂O₃、Al₂O₃、LSM、LSF、LSCF、以及包含陽離子例如Ba、Ca、Sr、以及Y的鈦酸鹽的共混物。

11.如權利要求1所述的固體氧化物燃料電池，其中該陽極層和該陰極層兩者都限定了包括支撐結構的通道。

12.一種固體氧化物燃料電池，包括通過以下各項形成的一個電極：

a)形成一個生胚電極層，該生胚電極層具有一個平面表面并且限定了至少一個通道，其中該生胚電極層包括鄰近該通道的成孔物，該鄰近該通道的成孔物比該生胚電極的剩余部分中具有更高濃度；并且

b)燒結該生胚電極以由此形成一個固體氧化物燃料電池的電極，由此燒結該生胚電極引起了至少鄰近這些通道的電極的部分是多孔的，并且由此鄰近這些通道的成孔物的量足以引起在燒結過程中鄰近這些通道的電極的尺寸比該電極的其余部分減少的更多，從而引起了鄰近相對高濃度的的成孔物的電極的平面表面的至少一部分從該平面表面的主平面縮回。

13.一種形成固體氧化物燃料電池的電極的方法，包括以下步驟：

a)形成一個生胚電極層，該生胚電極層限定了至少一個通道；并且

b)燒結該生胚電極以由此形成一個固體氧化物燃料電池的電極。

14.如權利要求13所述的方法，其中該生胚電極包括鄰近該通道的成孔物。

15.如權利要求14所述的方法，其中該生胚電極包括在鄰近該通道處比該生胚電極的剩余部分中更高濃度的成孔物，由此燒結該生胚電極引起了至少鄰近這些通道的電極的部分是多孔的。

16.如權利要求15所述的方法，其中鄰近這些通道的成孔物的量是足以引起在燒結過程中鄰近這些通道的電極的尺寸比該電極的其余部分減少的更多。

17.如權利要求16所述的方法，其中該生胚電極具有一個平面表面，并且其中該電極被燒結成引起鄰近相對高濃度的成孔物的該電極的平面表面的至少一部分從該平面表面的主平面縮回。

18.如權利要求17所述的方法，其中該通道是一個管道，當組裝燃料電池時該管道由電極完全限定。